Cellesignallering Flashcards
Hva er de 5 ulike egenskapene i cellesignallering?
VIFTF:
1. Videresende: Signalet overføres fra ett molekyl til et annet uten endringer. Dette skjer ofte via proteiner eller små signalmolekyler som videresender beskjeden til neste ledd i signalveien
2. Integrere: Signaler fra flere ulike signalveier kombineres for å gi en samlet respons i cellen. Tilpasser sin aktivitet deretter
3. Forsterke: Signalet forsterkes gjennom en kaskadereaksjon der ett enkelt signalmolekyl kan aktivere flere molekyler på neste nivå -> fører til økt respons og forsterket signal
4.Tilbakemelde (Feedback): Signalet sendes tilbake for å regulere aktiviteten til tidligere ledd i signalveien. Dette kan enten stimulere (positiv tilbakemelding) eller hemme (negativ tilbakemelding) responsen for å opprettholde balanse (Homeostase i cellen)
5. Fordele: Signalet sendes ut i flere retninger for å kunne regulere flere prosesser samtidig
Hvilke to molekyler kan gå inn til kjernen og regulere genuttrykk?
MAPK og PKA
Hva er forskjellen på klasse 1 og klasse 2 av kjernereseptorer (NR)
Klasse 1. NR: Finnes ute i cytosol. Polare ligander (feks: Insulin)
Klasse 2: Finnes inne i kjernen. Upolare ligander (steroider) klarer å diffundere gjennom cellekjernemembranen til kjernereseptor
Hva kjennetegner en ligand innen cellesignalering, og hva er dens funksjon? Beskriv kort forskjellen mellom en agonist og en antagonist
En ligand er et molekyl som binder seg til spesifikke reseptorer som fører til konformasjonsendring av reseptor ved binding. Konformasjonsendringen fører til aktivering og videreformidling av signalet ved hjelp av signalkaskader
Agonist: Ligand som binder seg til reseptor og aktiverer den -> fremmer cellulær respons
Antagonist: Binder seg til reseptor og aktiverer den ikke. En antagonist binder seg til reseptor og hindrer agonisten i å binde seg. Hemmer cellulær respons.
Hvilke molekyler eller reguleringsmekanismer kan stoppe et signal i en celle?
Fosfatase og kinase er enzymer som fosforylerer og defosforylerer som entent aktiverer eller deaktiverer viktige enzymer i feks cellesignallering.
1. FOSFORYLASE: Defosforylerer og fjerner en fosfatgruppe fra proteiner. Dette motvirker kinasene som er med å aktivere signalveier ved fosforylering
2. FOSFODIESTERASE: Et enzym som bryter ned sekundære budbringere som cAMP og cGMP. Dette gjør at signalproteiner som G- protein ikke får videreført signalene sine til feks PKA
3. Negativ feedback: For å opprettholde Homeostase kan signalveier bli nøye regulert for å unngå overaktivering
Nevn 4 hormoner som aktiverer intracellulære reseptorer/kjernereseptorer.
Klasse 1 NR.:
- Østrogen
- Testosteron
- Kortisol
Klasse 2 NR.:
- Vitamin D
Hvilke to klasser av kjerneproteiner har vi og hvor er disse plassert og hva slags egenskaper er ligandene avhengig av å ha for å nå frem?
Klasse 1 NR.: I cytoplasma (ligandene må være u-polare for at de skal kunne diffundere gjennom cellemembranen og nå reseptoren. Eks: Steroide hormoner)
Klasse 2 NR.: Allerede inne i cellekjernen/ nukleus (ligandene kan være polare, feks Vitamin D)
Hvilke domener må en slik reseptor ha for å kunne fungere som en hormonregulert transkripsjonsfaktor? Beskriv funksjonen til hvert av disse domenene
Domen 1: DNA- bindende domen (DBD)
Domen 2: Enten Ligand- bindende- domen (LBD) eller Hormonbindende- domene (HBD)
Her må man tenke: Hormonregulert (hormon/ ligand- bindende domen) og transkripsjonsfaktor (snakk om DNA: DNA- bindende- domen)
Funksjon:
1. DBD - Dette domenet binder seg til spesifikke DNA sekvenser i promotorregionen (responselementer)
2. LBD/ HBD- Dette domenet binder seg til ligande/ hormonet som aktiverer selve reseptoren
Hvordan regulerer kjernereseptoren transkripsjon av sine målgener, mens transkripsjon av andre gener forblir upåvirket?
Reseptoren/ den hormonregulerte transkripsjonsfaktoren gjenkjenner spesifikke DNA- sekvenser i promotorregionen. Disse sekvensene kalles responselementer. Kjernereseptor med ligand (aktiv reseptor) binder seg til responsselementer i promotor/ enhancer- regionen og kan enten øke (oppregulere) eller hemme (nedregulere) transkripsjon av genet. Det er KUN gener med slike responselementer som har mulighet til å bli regulert av reseptor/ transkripsjonsfaktor. På denne måten kan andre gener forbli påvirket da de ikke har dette responselementet
Beskriv kort insulinsignalvien som stimulerer opptak av glukose i skjelettmuskel
- Insulin (ligand) binder seg til RKT (reseptor) -> skjer en dimerisering og autokryssfosforylering
- IRS binder seg til de fosforylerte RTK- reseptorene (fosforylert Tyrosin)
- IRS er et adapterprotein -> rekrutterer Pi3k
- Pi3k fosforylerer PIP2 som blir omgjort til PIP3
- PIP3 rekrutterer PDK-1
- PDK-1 fosforylerer AKT
- AKT aktiverer AS160
- AS160 som translokerer/ transporterer GLUT 4 til cellemembranen
- Når GLUT 4 er på plass i cellemembranen kan glukose sendes inn i muskelcellene
Forklar hvilke av GLUT- kanalene som er insulinavhengig og hvorfor? Hvilke celler benytter disse kanalene?
GLUT 4
Celletyper som benytter denne kanalen: Muskelceller og fettvev
Hvorfor GLUT 4 er insulinavhengig:
Det er insulin som aktiverer en signalvei som ender med fosforylering av AKT som igjen aktiverer AS160 som er viktig for regulering av translokasjon av GLUT 4. Når AS160 blir aktivert, blir GLUT 4 transportert til cellemembran. Med andre ord trengs det insulin for å overføre kanalen til cellemembranen for å deretter ta inn glukose
Hvilke ulike reseptorer må vi kunne og hvor mange underkategorier/ ulike signalveier er det her?
1.GPCR (G- proteinkoblet reseptor)
- 3 ulike signalveier (G-alfa-s/ G-alfa-i og G-alfa- q)
2. RTK (Reseptor- tyrosin- kinase)
- 4 signalveier (MAPK/ERK, PKC, Pi3K/ AKT, mTOR)
3. Guanylyl cyclase
4. Kjernereseptor (Klasse 1 og 2)
Forklar kort signalveien Gαs. Hva står Gαs for? Forklar hva slags ligand, reseptor, og de ulike stegene. Når denne signalveien brukes og hvor
Gαs= Stimulering
Ligand: Glukagon eller adrenalin
Situasjon: Aktivere cellulær aktivitet (“Fight or Flight”)
Stegene:
1. Ligand binder til G- protienkoblet reseptor
2. Konformasjonsendring av reseptor: Alfa- dimer “sparker ut” GDP og bytter ut med GTP. Dette gjør at Alfa- dimer dissosierer fra beta og gamma- dimerene
3. Alfa- dimer aktiverer AC (Adenylyl cyclase)
4. AC fosforylerer ATP til cAMP (får økt cAMP)
5. cAMP binder seg til PKA og aktiverer dette enzymkomplekset ved binde seg
6. Deretter er PKA aktivert og har mulighet til å fosforylere andre enzymer
Forklar kort signalveien Gαi. Hva står Gαi for? Forklar hva slags ligand, reseptor, og de ulike stegene. Når denne signalveien brukes og hvor
Gαi = inhibited/ hemmet
Situasjon: Dette skjer når man ønsker å stanse cellulær aktivitet (feks senke hjertefrekvens)
Ligand: Acetylkolin
Stegene:
1. Ligand binder seg til reseptor
2. Alfa- dimer dissosierer fra beta og gamma- dimer og hemmer AC (Adenylyl cyclase) som igjen fører til mindre cAMP
3. Beta og gamma- dimerer åpner kalium- kanaler som fører til hyperpolarisering
3. Lite cAMP vil inaktivere PKA
Forklar kort signalveien Gαq. Hva står Gαq for? Forklar hva slags ligand, reseptor, og de ulike stegene. Når denne signalveien brukes og hvor
Gαq = blir brukt for å aktivere PKC (muskelkontraksjon)
Situasjon: Nevrotransmitter blir over
Ligand: Nevrotransmitter
Stegene:
1. Ligand binder seg til reseptor -> konformasjonsendring (alfa- dimerer skyter ut GDP og tar inn GTP og dissosierer fra beta og gamma- dimerer)
2. Afa- dimer aktiverer PLC (fosfoligase C)
3. PLC hydroliderer/ spalter PIP2 i to:
- DAG
- IP3 -> IP3 åpner opp Ca2+- kanal
4. Både DAG, IP3 og økt Ca2+- konsentrasjon er med på å aktivere PKC som igjen kan sende signalet videre til skjelettmuskulatur om muskelkontraksjon
Hva er sekundære budbringere? Nevn noen sekundære budbringere
En sekundær budbringer er mindre molekyler som tar i mot signal og videreformidler signalet til andre større signalkomplekser/ proteiner
Sekundære budbringere:
1. cAMP
2. cGMP
3. IP3
4. Ca2+
5. DAG
Hva er oppgaven til beta og gamma- subenhet i trimere G- proteiner
De åpner kaliumkanaler slik at kalium slippes ut
Hva er karakteristiske trekk ved kreftceller/ vev?
- Cellene deler seg ukontrollert
- Cellene trenger ikke vekstfaktorer for å dele seg
- Cellene dør ikke (redusert apoptose)
- De sprer seg til områder de ikke skal
Hva fører mutasjoner i proto- okogener/ okogener? og hva slags mutasjoner er det snakk om her?
“Gain of function” mutasjoner
- Økt celledeling
- Hemmer apoptose, øker metastasering
- Økt angiogenese: Kreftceller stimulerer blodårer for å få mer næring
Hva fører mutasjoner i tumor- supressorgener? og hva slags mutasjoner er det snakk om her?
“Loss of function”
Eks: p53
Effekt:
- Redusert apoptose (utløser vanligvis apoptose, men ved skade hemmes denne funksjonen)
- Økt muterte celler (reparerer vanligvis DNA- skader, denne funksjonen hemmes ved mutasjon av tumor- supressorgener
- Økt angiogenese: kreften vokser lettere fordi den får flere blodårer
Behandling av kreft
- Stråling av kreft fører til DNA- skade som induserer p53- mediert hemmet celledeling og/ eller økt apoptose av kreftcellene
Hvordan ser en svulst ut? Hva består den av?
- Flere ulike celletyper (tumor microinviroment)
- Eks: Fibroblast - Blodårer (for næring)
Hvor mange av humane svulster har mutasjoner i p53? og hva skjer i dette tilfelle?
over 50%
Ved mutert p53 (at den er inaktiv) fører til at cellen ikke får stoppet cellesyklus, får ikke reparert DNA- skade og får heller ikke celledød uten genen som p53 transkriberer. Dette gjør at muterte/ skadede celler kan fortsette å dele seg
Forklar hva p53 er, hva den gjør og hvordan den aktiveres
p53 er en transkripsjonsfaktor som er viktig for reparasjon av DNA- skade eller celledød (apoptose)
Transkriberer gener som:
1. p21 (CDK) -> stopper cellesyklus (slik at man skal ha tid til å reparere DNA-skaden
2. GADD45 -> Reparerer DNA- skade
3. BAX -> Fører til apoptose (celledød)
Aktivering: Aktiveres ved fosforylering. Blir fosforylert ved DNA skade -> aktiv form av p53
Hvordan kan tap av E- cadheringer og økt nivå av collagenese påvirke spredning av kreft?
- Tap av E- cadheriner: E- cadheriner er et CAMs- molekyl som hjelper celler med å binde seg sammen via desmosomer (celle- celle forbindelser). Når E- cadheriner mister sin funksjon blir celle- cellekontakten svekket noe som gjør at cellene lettere kan løsne fra hverandre og vandre
- Collagenase bryter ned kollagen. Ved mangel på basalmembranen muliggjør dette kreftcellene invasjon inn i bindevev, blodkar eller lymfekar
Hva skjer med ICAD-proteinet under apoptose?
A) Det aktiveres og binder seg til DNA
B) Det forhindrer frigjøring av cytokrom c
C) Det degraderes av caspaser og frigjør DNAse
D) Det hemmer Bax og aktiverer mitose
E) Det spaltes og fører til autofagi
C
Hvordan dannes det karakteristiske “stigemønsteret” i gel-elektroforese av DNA fra apoptotiske celler?
A) DNA knekker tilfeldig i store fragmenter pga. ATP-mangel
B) Caspaser klipper DNA i 50 basepar lange fragmenter
C) DNA kveiles i spiraler som gir optisk mønster
D) Nukleosomene frigjør DNA i multipler av ca. 200 basepar
E) DNA spaltes av lysosomale enzymer i mitose
D
Gi eksempel på en negativ tilbakekobling/ negativ feedback og forklar stegene. Hvorfor har man negativ feedback?
Hvorfor negativ feedback? For å opprettholde homeostase
Eks på negativ feedback i skjoldbruskkjertelen:
1. Hypotalamus produserer og frigjør TRH hormon (Releasing hormon)
2. Hypofysen mottar signalet/ hormonet og frigjør TSH (stimulerings- hormon)
3. Dette stimulerer skjoldbruskkjertelen til å frigjøre hormet T3/ T4, dette hormonet gir en negativ tilbakekobling til hypoyalamus om at det skal produseres mindre hormon/ frigjøres mer hormon for å opprettholde homeostase
Hvorfor har vi negativ feedback og hva betyr dette veldig enkelt sett?
Kroppens måte å si at: “Oi, nå har vi fått nok – vi trenger ikke mer akkurat nå.” Kroppen vil hele tiden holde hormon- og stoffnivåer innenfor et visst normalområde
Forklar hvordan negativ feedback fungerer i skjoldbruskkjertelen
🧠 Eksempel med skjoldbruskkjertelen:
1. Hypotalamus frigjør TRH (thyrotropin releasing hormone).
- Hypofysen responderer på TRH og frigjør TSH (thyroid stimulating hormone).
- Skjoldbruskkjertelen stimuleres av TSH og produserer T3 og T4 (tyreoideahormoner).
Når T3/T4-nivåene øker i blodet, vil dette:
Hemme hypotalamus (mindre TRH).
Hemme hypofysen (mindre TSH).
→ Dermed bremses produksjonen av mer T3/T4.
Dette er negativ feedback i praksis!
Hvilken reseptorklasse binder heat-shock-proteiner?
Klasse 1 (skjernereseptor ->NR)
Hvilken reseptorklasse binder co-repressorer?
Klasse 2 (kjernereseptor -> NR)
Hvilken klasse stimulerer rekruttering av RNA polymerase II?
Begge (Klasse 1 og 2 kjernereseptor)
